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全球工业40与机器人发展现状及趋势预测一《资讯》

发布时间:2020-08-17 11:58:01 阅读: 来源:水溶性咪唑啉厂家

2016-12-13 08:47:13来源:中商产业研究院

一、工业4.0相关概述

1、工业4.0的概念

2011年德国初步提出工业4.0的概念,2013年在汉诺威工业博览会上正式推出,其目的是通过应用物联网等新技术提高德国制造业水平,建立具有适应性、资源效率及人体工学的智能工厂,在商业流程及价值流程中整合客户及商业伙伴。目前各国正积极推进新型制造业发展计划,工业4.0的脚步渐行渐近。

德国工业4.0:网络、计算机技术、信息技术、软件与自动化技术的深度交织产生新的价值模型,在制造领域,这种资源、信息、物品和人相互关联的“虚拟网络-实体物理系统(CPS)”。

工业4.0的本质是数据,包括产品数据、运营数据、产业链数据、外部数据等。工业4.0的核心就是工业智能化,相关行业包括:智能机床、工业自动化、工业互联网、高端机器人、RFID、传感器、3D打印。

2、工业4.0的主题

工业4.0的四大主题是智能工厂、智能生产、智能物流和智能服务。智能工厂重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;智能生产主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者;智能物流主要通过互联网、物联网、物流网,整合物流资源,充分发挥现有物流资源供应方的效率,而需求方,则能够快速获得服务匹配,得到物流支持;智能服务是应用多方面信息技术,以客户需求为目的跨平台、多元化的集成服务。

二、国际工业4.0发展分析

1、全球工业4.0发展现状

(1)德国

2013 年汉诺威工业博览会上,“工业4.0”的理念和计划由德国政府正式发布,描绘了制造业的未来愿景。目前,“工业4.0”计划已经从“德国高技术2020战略行动计划”获得2亿欧元投资,启动了包括“信息物理生产系统”(CPPS)在内的若干项目。此外,德国教育与研究部(BMDF)建立的“信息通信技术(ICT)2020——创新研究”计划以及德国科学研究联盟(FU)经济与社会促进组(原通信促进组)发起的“智能服务——基于网络的商业服务”也都在“德国高技术2020战略”框架下开展,并且与“工业4.0”紧密相关,其中前者属于“数字德国2015”ICT战略,后者则成为 十大“未来计划”之一,2015年3月提出了终版的战略建议报告。

(2)美国

美国提出的“工业互联网”,旨在将人、数据与智能设备衔接,以交换数据来驱动制造业智能转型。相比德国,美国积极推进的“新工业战略”更加注重“软”的方面,例如大数据、软件、互联网等对于传统工业的再工业化。在美国,工业4.0就是将虚拟网络与实体连接,通过大数据分析等来重塑制造业,形成效率更高生产系统。美国的工业互联网范畴更广阔,它试图将人、数据和机器连接起来,形成开放而全球化的工业网络。目前,美国国内80多家ICT和互联网巨头公司如GE、IBM、思科等企业成立了IIC(工业互联网联盟),以期打破技术壁垒,为通过大数据来实现制造业的创新。美国凭借其在工业3.0的领先优势以及互联网和ICT先进巨头公司的影响力正推动着全球工业4.0的发展。

(3)日本

在面对德国率先开启了“智能制造”这一通向未来新工业革命的大门时,安倍政府也开始采取行动,制定和规划了日本“工业4.0”的发展方向。2015年版的《日本制造业白皮书》正是日本力求赢得“全球产业价值链主导权”的关键举措。在政界,日本经济产业省把3D打印机列为优先政策扶持对象,投资45亿日元,实施名为“以3D造型技术为核心的产品制造革命”的大规模研究开发项目;在业界,三菱电机、富士通、日产汽车和松下等日本电子、信息、机械和汽车行业的主要企业等组建名为“产业价值链主导权”的联盟,共同探讨工厂互联的技术标准化,并争取使其成为国际标准。

2、全球工业4.0战略规划

美国自2008年金融危机起遇到了产业空心化,鉴于在其GDP总量中服务业占比70%而制造业仅占12%的不平衡结构,美国提出“先进制造业伙伴计划”,旨在振兴“美国制造”;日本制造业产值占GDP 比重达20%,日本已从国家层面上开始高度重视科技附加值高的高端制造业;德国以精益制造领先全球,提出“工业4.0”企图再次引领新一轮工业革命,巩固其竞争地位;中国经济增长放缓,经济结构调整站在了制造业转型升级的十字路口。未来制造业将回归各国战略重心,成为全球经济稳定增长的重要引擎。

全球主要国家工业4.0战略规划情况

资料来源:中商产业研究院

三、中国工业4.0发展分析

1、中国工业4.0政策环境分析

《中国制造2025》是中国政府实施制造强国战略第一个十年的行动纲领,于2015年5月发布,是中国工业未来10年的发展纲领、顶层设计。

《中国制造2025》提出通过“三步走”实现制造强国的战略目标:第一步,到2025年迈入制造强国行列;第二步,到2035年我国制造业整体达到世界制造强国阵营中等水平;第三步,到新中国成立一百年时,制造业大国地位更加巩固,综合实力进入世界制造强国前列。围绕实现制造强国的战略目标,《中国制造2025》明确了9项战略任务和重点:一是提高国家制造业创新能力;二是推进信息化与工业化深度融合;三是强化工业基础能力;四是加强质量品牌建设;五是全面推行绿色制造;六是大力推动重点领域突破发展,聚焦新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农机装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械等十大重点领域;七是深入推进制造业结构调整;八是积极发展服务型制造和生产性服务业;九是提高制造业国际化发展水平。

中国制造2025与德国工业4.0异曲同工,是布局工业互联网的纲领性文件。不过二者也有适当差别,德国工业4.0是瞄准新一轮科技革命制定的措施,主要聚焦制造业的高端产业和高端环节。中国制造2025不是专门应对新一轮科技革命制定的规划,是对制造业转型升级的整体谋划。

2、中国制造的现状及发展分析

2016年中国是全球最具竞争力的制造业国家,中国当前的制造业规模非常大,早在2010年就超越美国成为了全球第一。按照联合国统计,500多个产品中,220个产品中国的规模全球第一。从制造业的技术创新来看,中国近几年进步很快。不过,2015年中国经济增长率为6.9%,经济放缓可能会进一步持续。由于需求下降引起工业活动不断下滑,进而导致工厂产能过剩。中国汽车行业目前产能利用率从2009年的100%下降至70%,制造业占GDP的比重也在逐年递减,其中大部分转向了服务业。很显然中国制造业转型升级的任务非常繁重,主要的问题仍然是结构性问题:有效需求不足,使得产能过剩问题凸显;有效供给不能完全适应消费结构升级的需要,应该提高供给侧对消费结构升级的适应性和灵活性。

中国要顺应“互联网+”的发展趋势,以信息化与工业化深度融合为主线,重点发展新一代信息技术、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械、农业机械装备10大领域。这些领域需要投入大量的创新研发资金,需要军工企业、大型国企、高校科研机构的通力合作。同时,中国的中小企业是中国制造业最有潜力的组成部分,它的数量占到了所有企业的99%,创造了中国60%的GDP。中国中小企业的研发创造远远超过大型企业,中国65%的专利,75%的发明专利及80%的新产品来自于中小企业。中国制造的未来不仅要依靠大型企业,更需要中小企业的创新和活力。

3、中国工业4.0的产业链分析

从工业4.0产业链的上游看,现代智能工厂所高度依赖的四大基础条件--传感器(数据采集)、大容量存储(数据存储)、大数据计算能力(数据处理)和工业以太网(数据通信),以及执行单元-智能机器人,均是工业4.0实施的关键要素;产业链中游包括软硬结合的行业解决方案提供商、智能工厂解决方案设计方,由于在中国大部分行业并没有成熟的智能工厂解决方案,先进入者往往具有较强的先发优势,在细分行业形成较高进入壁垒;从产业链下游看,接受工业4.0 改造的产业和厂商将大幅节省劳动成本、提高生产效率、提升客户体验,增强制造厂商的竞争优势。

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